高强铝合金电弧增材制造的研究进展 被引量：5

1

作者 王树文 陈树君 +5 位作者 赵骐跃 袁涛 蒋晓青 赵鹏经 山河 丁梧桐 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1-14,共14页

高强铝合金因具有高强度、低密度、优异的延展性和抗腐蚀性,成为了航空航天和汽车应用零件最常用的金属材料之一。电弧增材制造技术具有快速原位成形制造复杂结构零部件的能力,非常适用于中型或大型高强铝合金铝部件的制造。本文综合分... 高强铝合金因具有高强度、低密度、优异的延展性和抗腐蚀性,成为了航空航天和汽车应用零件最常用的金属材料之一。电弧增材制造技术具有快速原位成形制造复杂结构零部件的能力,非常适用于中型或大型高强铝合金铝部件的制造。本文综合分析了高强铝合金电弧增材制造工艺和设备研发现状、高强铝合金电弧增材的固有属性和缺陷以及主要的性能优化手段,讨论了组织和性能的固有特征和复合增材制造技术对组织和性能的影响。针对电弧增材制造高强铝合金不可忽略的本质冶金缺陷、特征性能需求和多种优化工艺的优劣等问题,提出了电弧增材制造高强铝合金综合评价体系、成分设计和丝材开发、专用热处理制度和复合增材制造技术的协同性等发展方向,以期为电弧增材制造高强铝合金的性能提升和应用推广提供重要参考。 展开更多

关键词 电弧增材制造 高强铝合金 冶金缺陷 优化工艺 复合增材制造

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VPPAW背面匙孔状态正面检测技术

2

作者 蒋凡 房世童 +3 位作者 张国凯 陈树君 李天明 徐斌 《焊接学报》 北大核心 2025年第1期8-14,共7页

变极性等离子弧焊接(variable polarity plasma arc welding,VPPAW)过程中匙孔状态,特别是背面匙孔状态是决定焊缝成形质量的核心要素.在实际焊接过程中,背面放置传感器检测匙孔状态存在难度.文中提出了一种基于匙孔前壁面反光的等离子... 变极性等离子弧焊接(variable polarity plasma arc welding,VPPAW)过程中匙孔状态,特别是背面匙孔状态是决定焊缝成形质量的核心要素.在实际焊接过程中,背面放置传感器检测匙孔状态存在难度.文中提出了一种基于匙孔前壁面反光的等离子弧焊接背面匙孔正面检测方法.在合适的拍摄角度下,该方法可以同时获得正面匙孔图像和背面匙孔在前壁面的反光成像.通过不同焊接电流下的工艺试验,建立了焊接质量与匙孔反光形态的联系.随着焊接电流的增大,检测到的前壁面匙孔图像位置逐渐向上偏移.焊接出现切割时,背面匙孔反光形态消失;干扰稳定焊接状态,背面匙孔反光形态同时发生改变.匙孔稳定与否与焊接状态稳定直接关联.背面匙孔在前壁面的反光成像状态受焊接状态和熔池状态影响.为等离子焊接正面检测焊接质量提供了指导意义. 展开更多

关键词 等离子弧焊接 匙孔 焊接质量 反光

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薄壁结构冷金属过渡增材制造工艺优化 被引量：15

3

作者 赵昀 卢振洋 +1 位作者 陈树君 李方 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期82-89,共8页

针对传统薄壁结构制造方法中的工序流程烦琐、制造的零件性能不均一或成形精度低等问题,提出采用冷金属过渡工艺(CMT)直接成形薄壁构件的工艺方法,并对工艺参数进行优化。该方法以单壁墙为研究对象,构建以送丝速度、单位长度焊缝的金属... 针对传统薄壁结构制造方法中的工序流程烦琐、制造的零件性能不均一或成形精度低等问题,提出采用冷金属过渡工艺(CMT)直接成形薄壁构件的工艺方法,并对工艺参数进行优化。该方法以单壁墙为研究对象,构建以送丝速度、单位长度焊缝的金属熔敷量为输入变量、熔敷层宽度和宽高比为输出变量的3D响应面模型,进而对成形几何特征进行预测;研究电弧长度和焊枪行走角对熔敷过程及最终成形形貌的影响;采用高速摄像机拍摄熔滴过渡行为并分析过渡特征,阐述工艺参数对成形形貌的作用机理,进行典型薄壁结构件的优化制造。实验结果表明,几何特征预测模型精度较高,误差小于5%;采用-15%的弧长修正值能够改善成形,避免侧边驼峰缺陷的产生;当焊枪行走角达到10°时,能够明显改善单壁墙上表面和侧壁成形精度;推角熔敷极易产生驼峰缺陷,因此不适用于增材制造。 展开更多

关键词 薄壁结构 冷金属过渡 电弧长度 焊枪行走角

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熔滴主动靶向的激光间接电弧复合增材制造技术初探 被引量：10

4

作者 王立伟 陈树君 +1 位作者 肖珺 魏蓬生 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期71-74,共4页

对制造精度和效率相矛盾的原因进行了分析,为解决此矛盾,提出了一种新型的熔滴主动靶向的激光间接电弧复合增材制造技术.该技术利用交流双丝间接电弧能量熔化金属丝材实现高熔敷率,利用熔滴主动靶向激光,脉冲激光辅助定量的熔滴定点过... 对制造精度和效率相矛盾的原因进行了分析,为解决此矛盾,提出了一种新型的熔滴主动靶向的激光间接电弧复合增材制造技术.该技术利用交流双丝间接电弧能量熔化金属丝材实现高熔敷率,利用熔滴主动靶向激光,脉冲激光辅助定量的熔滴定点过渡到熔池保证成形精度.文中对固定质量的熔滴交替形成在固定位置进行了建模分析和初步试验研究,结果表明,通过控制送丝速度和电流频率,可实现双丝交替定点定量熔化,为熔滴主动靶向激光提供了先决条件. 展开更多

关键词 增材制造 激光间接电弧复合 熔滴靶向 定点定量熔化

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Tandem-GMAW电弧增材制造基层成型宽度研究及热过程分析 被引量：6

5

作者 石俊彪 赵昀 +1 位作者 陈树君 迟杏 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期910-916,共7页

电弧增材制造网格壁板以逐层堆积的方式直接在基板上沉积网格结构,能够极大地提升生产效率并降低成本.在网格壁板的成型过程中,基层的成型和整体的热过程决定了上层是否能成功完成成型.本文针对不同板厚作为基板的基层成型不规律问题,... 电弧增材制造网格壁板以逐层堆积的方式直接在基板上沉积网格结构,能够极大地提升生产效率并降低成本.在网格壁板的成型过程中,基层的成型和整体的热过程决定了上层是否能成功完成成型.本文针对不同板厚作为基板的基层成型不规律问题,利用不同环境因素下的试验得到其成型熔宽及余高数据,根据得到的数据建立有限元填充模型.采用有限元模拟方式研究基板厚度、预热温度、距边缘距离等关键参数对电弧增材制造网格壁板的影响规律.试验结果表明:随着基板厚度的增加,基层成型宽度明显减小;随着预热温度的升高,在80℃温度以内宽度增加不明显,当预热温度超过120℃,基层成型宽度出现明显的增加;在边缘距离大于20 mm时,边缘距离对成型宽度基本没有影响;边缘距离小于20 mm时,随着边缘距离的减小,成型宽度逐渐加大,在边缘距离为10 mm时整个边缘基板的温度达到500°,基板塌陷倾向明显.最后通过上述试验结果,应用热力学理论构建基层成型数学模型,结合统计学最小二乘法,辅助确定热源参数后采用有限元模拟的方法可以进行不同工艺参数及板厚的热过程研究,这种创新性结合热力学解析解、统计学方法和简单实测解,可以有效地减少电弧增材基层热过程分析时间,提升成型研究效率. 展开更多

关键词 电弧增材制造 热过程分析 基层宽度 热过程解析解

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基于人体工学的高适配性卫浴轮椅设计研究 被引量：1

6

作者 肖天骄 李洋 +1 位作者 蒋凡 魏晨婧 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第9期188-192,共5页

针对市场上现有卫浴轮椅无法有效满足6~15岁肢体障碍儿童的如厕与洗浴问题,文中通过社会调研,综合考虑人、环境与技术3方面要素,基于人体工学研制出一款高适配性肢体障碍儿童卫浴轮椅,具有身高变化适配性高、肢体障碍严重程度适配性高... 针对市场上现有卫浴轮椅无法有效满足6~15岁肢体障碍儿童的如厕与洗浴问题,文中通过社会调研,综合考虑人、环境与技术3方面要素,基于人体工学研制出一款高适配性肢体障碍儿童卫浴轮椅,具有身高变化适配性高、肢体障碍严重程度适配性高、使用空间大小适配性高及家庭可接受价格适配性高等特点,极大程度地缓解了普通家庭照顾残障儿童的不便及改善肢体障碍儿童的生活质量,具有广阔的市场推广前景。 展开更多

关键词 肢体障碍儿童 卫浴轮椅 高适配性 人体工学

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电弧增材热源及轨迹规划研究进展

7

作者 刘焜 闫朝阳 +1 位作者 陈树君 陈希章 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期21-34,共14页

电弧增材制造技术因其优异特性在科研和工业装备领域备受关注,在航空航天和武器装备等高端装备制造领域显示出巨大的应用潜力.电弧增材热源是用于熔化金属丝材的重要能量源,是电弧增材制造的核心之一,而电弧热源的稳定性和控制精度直接... 电弧增材制造技术因其优异特性在科研和工业装备领域备受关注,在航空航天和武器装备等高端装备制造领域显示出巨大的应用潜力.电弧增材热源是用于熔化金属丝材的重要能量源,是电弧增材制造的核心之一,而电弧热源的稳定性和控制精度直接影响到金属丝材的熔化质量,热输入量决定构件的成形效率.轨迹规划则是电弧增材制造中另一个至关重要的核心技术,直接影响构件的成形质量和性能.文中概述了近年来多电极耦合电弧、主动约束电弧和多能场复合电弧等电弧增材热源以及轨迹规划方面的研究进展,并对未来研究方向做出展望. 展开更多

关键词 增材制造 电弧增材 增材热源 轨迹规划

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空心钨极中心负压电弧的物理性能 被引量：6

8

作者 陈树君 盛珊 +2 位作者 蒋凡 闫朝阳 贺定勇 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1-4,共4页

空心钨极中心负压电弧优化了传统焊接热源的能量密度及分布.为了深入理解环境压力对电弧行为和放电特性的影响,在流体力学和麦克斯韦方程组基础上,建立了空心钨极中心负压电弧的三维稳态数学模型.利用FLUENT软件,选择合适的源项和边界... 空心钨极中心负压电弧优化了传统焊接热源的能量密度及分布.为了深入理解环境压力对电弧行为和放电特性的影响,在流体力学和麦克斯韦方程组基础上,建立了空心钨极中心负压电弧的三维稳态数学模型.利用FLUENT软件,选择合适的源项和边界条件进行迭代计算,得到了不同局部压力下空心钨极中心负压电弧的物理状态,与试验结果相符.结果表明,与传统TIG焊电弧相比,空心钨极中心负压电弧的能量分布和热力输出均发生改变.随着局部压力的减小,电弧半径逐渐减小,径向温度梯度增大;电弧对工件的热力输出随着局部压力的降低而减少. 展开更多

关键词 空心钨极中心负压电弧 局部压力 物理性能 数值模拟

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基于标准温度法的电弧高温区自动判别研究 被引量：3

9

作者 蒋凡 李元锋 +1 位作者 陈树君 李诚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期370-376,共7页

在电弧等离子体的光谱诊断中,标准温度法测温原理与目前先进的图像传感技术相结合,通过特征谱图像完成电弧全场温度信息采集,因其良好的时、空分辨率而被广泛应用于电弧温度测量。但是谱线的发射系数与等离子体温度不是单调变化关系,传... 在电弧等离子体的光谱诊断中,标准温度法测温原理与目前先进的图像传感技术相结合,通过特征谱图像完成电弧全场温度信息采集,因其良好的时、空分辨率而被广泛应用于电弧温度测量。但是谱线的发射系数与等离子体温度不是单调变化关系,传统标准温度法选取一条ArⅠ谱线完成对电弧等离子体的测量,在电弧内部的高温电离区域产生谱线辐射强度降低的现象,需要人为判定电弧不同位置所处的温度区间才能完成温度的计算,整个过程无法通过软件自主完成。针对此问题,根据电弧等离子体的局部热力学平衡条件,探索一种基于双特征谱线的标准温度法测温原理,通过融合电弧在外层低温区域聚集的Ar原子发出的ArⅠ谱线发射系数场,和在高温区域的Ar一次电离离子所发出的ArⅡ特征谱线发射系数场,将达到ArⅠ谱线标准温度的位置处的ArⅡ谱线发射系数作为电弧不同温度区域的判定依据,完成电弧等离子体高温区域的自动判别,继而应用ArⅠ谱线发射系数与温度对应关系在电弧高、低温区域分别计算电弧温度,消除单一的ArⅠ谱线发射系数场暗区给计算带来的不利影响;设计并搭建了一种镜前分幅采集系统,其中分光镜将弧光等能量分成两束,利用两组反射镜和窄带滤光片建立起两路光学通道,使CMOS在一次曝光中完成两组电弧特征谱图像的采集,并且两幅图像的采集时刻、焦距、光圈等拍摄参数完全一致,达到良好的时间、空间一致性,从而减小谱线融合时误差的输出,满足了原位获取两组电弧特征谱图像的需求;为验证测量系统可行性以及后期的电弧图像提取,以黑白棋盘为标靶,用Harris算子对系统采集的图像进行扫描,根据角点坐标证明系统所采集的两幅图像具有良好的一致性,并且据此将两幅图像做归一化处理,以便后期的电弧特征谱图像的提取;通过假设所测电弧等离子具有轴对称属性,以CMOS所采集的特征谱图像亮度信息作为电弧发射系数场在不同角度下的投影依据,经过中值滤波降噪后,利用ML-EM迭代重建算法求解电弧的三维发射系数分布。实验中,选择受自吸收效应影响较小的ArⅠ696.5nm谱线和ArⅡ480.6nm谱线为测量目标,并且在696.5nm谱线的光通路中加入OD0.4的中性减光片,使两幅特征谱图像的最高亮度值保持一致。选取150A焊接等离子弧为测量对象,经ML-EM法三维还原后,将两条谱线发射系数场等像素融合,在ArⅠ谱线发射系数达到最大值的像素点位置处,ArⅡ谱线发射系数达到εrp,判定ArⅡ谱线发射系数大于εrp的像素点位置为电弧高温区域,其余位置为低温区域,最终在不同温度区域自动完成焊接等离子弧的温度计算。实验结果表明696.5nm谱线和480.6nm谱线发射系数场融合后可以自动识别电弧高温区域,继而完成电弧等离子体的自动测量,为电弧温度实时监测的实现提供更多可能。 展开更多

关键词 焊接电弧等离子体 标准温度法 电弧温度场

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等离子弧焊接铝合金厚板接头显微组织与力学性能沿厚度方向的梯度特征

10

作者 章朋田 王小伟 +3 位作者 龚康 仉恒毅 姜楠 隋彦涛 《焊接学报》 北大核心 2025年第7期107-113,120,共8页

针对大厚度铝合金焊接头强度不足的问题,提出了变极性等离子弧-钨极氩弧焊(variable polarity plasma arc-tungsten inert gas, VPPA-TIG)复合焊接工艺.为进一步验证VPPA-TIG复合焊的焊接质量,开展了厚度为17 mm的2219铝合金板焊接试验... 针对大厚度铝合金焊接头强度不足的问题,提出了变极性等离子弧-钨极氩弧焊(variable polarity plasma arc-tungsten inert gas, VPPA-TIG)复合焊接工艺.为进一步验证VPPA-TIG复合焊的焊接质量,开展了厚度为17 mm的2219铝合金板焊接试验,详细研究了焊缝厚度方向上的显微组织和力学性能分布特征,并通过显微组织分析揭示了强度分布特征的机理.结果表明,VPPA-TIG复合焊焊缝成形质量较好,内部冶金程度较高.焊缝熔合区硬度分布均匀,平均值为67.6±2.7 HV0.2;抗拉强度达到了母材的62.83%,而断后伸长率仅为24.81%.焊件厚度的增加扩大了熔池的散热面积,造成焊缝晶粒生长不充分,在界面区形成“蜿蜒”状微孔.微孔在受到拉伸载荷作用时将会继续生长,是影响焊缝拉伸强度的主要原因.进一步拓展了VPPA-TIG复合焊工艺应用范围,阐明了厚板焊接头强度失效的机理,为解决大厚度板材焊接提供理论和技术参考. 展开更多

关键词 铝合金 变极性等离子弧穿孔焊接 大厚度板材 力学性能 显微组织

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垂向激励下聚氨酯泡沫对座椅振动特性的影响规律研究 被引量：5

11

作者 张清雨 张筱璐 +2 位作者 李跃娟 任彤煜 王秋波 《噪声与振动控制》 CSCD 2020年第5期217-222,247,共7页

开孔聚氨酯泡沫对人-椅耦合系统振动频响函数有重要影响,因而对于驾乘舒适性与人体脊柱损伤的深入研究有着重要意义。通过开展低频垂向激励(1 Hz^15 Hz,0.5 m∙s-2 rms)下12名中国青年男性受试人员的坐姿振动试验,分析座椅坐垫及靠背处... 开孔聚氨酯泡沫对人-椅耦合系统振动频响函数有重要影响,因而对于驾乘舒适性与人体脊柱损伤的深入研究有着重要意义。通过开展低频垂向激励(1 Hz^15 Hz,0.5 m∙s-2 rms)下12名中国青年男性受试人员的坐姿振动试验,分析座椅坐垫及靠背处的聚氨酯泡沫厚度对人-椅耦合系统的垂向同轴振动频响函数和前后正交轴振动频响函数的影响规律。研究发现,在其他物理参数确定的条件下,座椅坐垫处泡沫厚度(60 mm,90 mm,120 mm)的增加会导致坐垫和靠背处的垂直同轴座椅振动频响函数和前后正交轴座椅振动频响函数的共振频率(约4 Hz)显著降低;而座椅靠背处泡沫厚度的变化对于上述4组座椅频响函数不具有统计学意义上的显著影响。研究还发现,从座椅底板到坐垫处的垂直同轴和前后正交轴频响函数在第1阶共振频率处(约4 Hz)具有较强相关性。 展开更多

关键词 振动与波 聚氨酯泡沫 座椅频响函数 人-椅耦合系统 动态刚度

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自适应分流交替电弧WAAM电弧行为与熔滴过渡 被引量：2

12

作者 胡青松 闫朝阳 +1 位作者 章朋田 陈树君 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期41-46,I0005,共7页

传统电弧由于热输入高、熔覆率低,无法直接应用于电弧熔丝增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)技术.该文提出极性变换自适应分流交替电弧WAAM工艺方法,在钨电极,工件和丝材间形成交替电弧.根据EN/EP电流转换时自适应分... 传统电弧由于热输入高、熔覆率低,无法直接应用于电弧熔丝增材制造(wire and arc additive manufacturing,WAAM)技术.该文提出极性变换自适应分流交替电弧WAAM工艺方法,在钨电极,工件和丝材间形成交替电弧.根据EN/EP电流转换时自适应分流并主动诱导交替电弧形成.该新型热源能满足以丝材阳极-钨电极阴极的EN电弧熔化丝材;以钨电极阳极-工件阴极的EP电弧清理工件,并通过适当的调节实现电弧热质力传输的受控解耦.验证了该新型热源的适用性,并对比分析了焊接速度和丝材高度下对电弧行为及熔滴过渡的影响.结果表明,当焊接速度为5.7 mm/s和丝材高度为8 mm时,沉积层形貌较好且熔滴过渡规律;与传统变极性等离子电弧(variable polarity plasma arc,VPPA)熔丝增材制造技术相比,其自适应分流交替电弧显著提高了丝材的沉积效率且降低了母材热输入,较好的兼顾了增材质量与增材效率. 展开更多

关键词 电弧熔丝增材制造 交替电弧 熔滴过渡 电弧行为 焊缝成形

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铝合金VPPAW穿孔焊接匙孔闭合处的微观组织与力学性能 被引量：5

13

作者 王小伟 张斌 +2 位作者 曾如川 闫朝阳 陈树君 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-6,I0003,共7页

铝合金因其密度低,比强度高等特性,被广泛应用到航空航天、军事工业等领域.与其他焊接工艺相比,变极性等离子弧焊接在大型铝合金结构件加工方面具有突出优势.针对轻金属合金等离子弧焊接过程中匙孔难以自由闭合的问题,提出了气电分离时... 铝合金因其密度低,比强度高等特性,被广泛应用到航空航天、军事工业等领域.与其他焊接工艺相比,变极性等离子弧焊接在大型铝合金结构件加工方面具有突出优势.针对轻金属合金等离子弧焊接过程中匙孔难以自由闭合的问题,提出了气电分离时序脉冲等离子弧环焊缝收弧方法,对比研究了环焊缝收弧方法与手工钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding, TIG焊)填补法焊缝匙孔闭合处的微观组织与力学性能.结果表明,通过调节焊接起弧、收弧策略,实现了等离子弧匙孔自由闭合,焊缝收弧区成形良好,组织为均匀的等轴晶;抗拉强度为329.9 MPa,断后伸长率为16.3%,比TIG填补法的抗拉强度提高了22.91%,断后伸长率提高了55.24%.平均硬度值为78.9 HV0.2,热影响区硬度呈下降趋势,熔合线处硬度呈升高趋势,焊缝区硬度波动范围为75~81 HV0.2. 展开更多

关键词 铝合金 变极性等离子弧穿孔焊接 微观组织 力学性能

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电弧熔丝脉冲GTAW熔滴过渡行为分析 被引量：7

14

作者 陈树君 张所来 +2 位作者 黄宁 刘岩 王光辉 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期17-21,共5页

提出了电弧熔丝脉冲GTAW焊接工艺,在非熔化极与工件之间的GTA电弧加入脉冲电流,不仅具有传热与传质分离和无飞溅等优点外,同时通过脉冲GTAW控制熔池熔深与形状,减小热影响区,减少合金元素的烧损.结果表明,随着焊丝距离工件高度的减小,... 提出了电弧熔丝脉冲GTAW焊接工艺,在非熔化极与工件之间的GTA电弧加入脉冲电流,不仅具有传热与传质分离和无飞溅等优点外,同时通过脉冲GTAW控制熔池熔深与形状,减小热影响区,减少合金元素的烧损.结果表明,随着焊丝距离工件高度的减小,熔滴过渡形式从大滴过渡转为无飞溅搭桥过渡,并且距离越近,熔滴过渡频率越快.当焊丝距离工件一定高度,焊接过程一脉一滴时,存在一个最优的频率可以实现最小的熔滴尺寸. 展开更多

关键词 电弧熔丝 脉冲惰性气体保护焊 无飞溅搭桥过渡

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脉冲激光驱动的GMAW短路过渡行为控制 被引量：3

15

作者 陈树君 贾亚洲 +1 位作者 肖珺 王立伟 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1-5,129,共6页

试验研究了单侧脉冲激光照射熔滴控制短路过渡的行为.高能量密度的瞬时脉冲激光作用在熔滴上,产生的局部强烈的蒸发反力驱动熔滴受迫短路,形成液桥,完成收缩、破断,促进熔滴脱离焊丝.在无电弧条件下观察单侧脉冲激光驱动熔滴过渡的基础... 试验研究了单侧脉冲激光照射熔滴控制短路过渡的行为.高能量密度的瞬时脉冲激光作用在熔滴上,产生的局部强烈的蒸发反力驱动熔滴受迫短路,形成液桥,完成收缩、破断,促进熔滴脱离焊丝.在无电弧条件下观察单侧脉冲激光驱动熔滴过渡的基础上,进一步分析了小电流下单侧脉冲激光驱动短路过渡的效果.结果表明,在焊接过程中施加一定能量密度和频率的脉冲激光对短路过渡行为有明显的改善作用,并能通过脉冲激光功率控制熔滴的尺寸,调节脉冲激光频率控制熔滴过渡频率,实现一脉一滴的过渡形式,提高焊接过程的稳定性. 展开更多

关键词 短路过渡 脉冲激光驱动 受迫短路 蒸发反力

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5E61铝合金VPPAW焊接接头性能分析 被引量：3

16

作者 闫朝阳 蒋凡 +1 位作者 陈树君 卢振洋 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期19-23,129,130,共6页

采用变级性等离子焊机(variable polarity plasma arc welding,VPPAW)穿孔等离子立焊的焊接方法,以牌号为5356和5E61的焊丝作为填充材料,对板厚为4 mm的5E61铝合金进行了焊接试验.结果表明,在规定焊接参数条件下,可以获得优良的焊接接头... 采用变级性等离子焊机(variable polarity plasma arc welding,VPPAW)穿孔等离子立焊的焊接方法,以牌号为5356和5E61的焊丝作为填充材料,对板厚为4 mm的5E61铝合金进行了焊接试验.结果表明,在规定焊接参数条件下,可以获得优良的焊接接头.对焊接接头观察发现,焊缝组织细小均匀,熔合区组织相比焊缝区有一定的粗化.对力学性能测试分析,若使用5356焊丝,在焊缝区由于金属元素被烧损蒸发,降低焊接接头强度;焊缝区填充5E61焊丝,部分Er元素以相的形式析出,其晶胞尺寸与铝基体很接近且错配度小,从而提高焊接接头的力学性能;虽焊接接头力学性能有所下降,但总体硬度均达到母材硬度的85%以上. 展开更多

关键词 等离子弧焊 铝合金 力学性能 硬度

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低压环境对等离子弧穿透能力的影响 被引量：3

17

作者 蒋凡 盛珊 +2 位作者 陈树君 王建新 贺定勇 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期51-55,131,共5页

设计了一套水冷铜阳极电弧力测试装置,测量了不同环境压力下等离子弧在穿透一定厚度工件后电弧压力的径向分布情况,研究了焊接电流、环境压力对于穿透电弧压力的影响规律.结果表明,等离子穿透电弧压力在电弧中心区域最大,沿着径向从中... 设计了一套水冷铜阳极电弧力测试装置,测量了不同环境压力下等离子弧在穿透一定厚度工件后电弧压力的径向分布情况,研究了焊接电流、环境压力对于穿透电弧压力的影响规律.结果表明,等离子穿透电弧压力在电弧中心区域最大,沿着径向从中心至边缘迅速减小.在同一环境压力下,随着焊接电流的增加,等离子穿透电弧压力增大;当焊接电流相同时,在一定的压力范围内,随着环境压力的降低,等离子穿透电弧压力显著增大,且环境压力变化对于等离子穿透电弧压力的影响比焊接电流变化对其的影响更显著. 展开更多

关键词 等离子穿透电弧压力 环境压力 焊接电流 径向分布

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2219铝合金激光驱动GMAW熔滴过渡行为 被引量：3

18

作者 贾亚洲 肖珺 +1 位作者 陈树君 温涛 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期59-64,I0004,共7页

以2219铝合金为研究对象,搭建了激光驱动GMAW熔滴过渡试验系统,采用高速摄像系统拍摄熔滴过渡行为,分析了激光的加入对熔滴过渡行为的影响.结果表明,通过改变工艺参数,激光的加入改变了熔滴的受力状态从而改变了熔滴过渡模式和飞行轨迹... 以2219铝合金为研究对象,搭建了激光驱动GMAW熔滴过渡试验系统,采用高速摄像系统拍摄熔滴过渡行为,分析了激光的加入对熔滴过渡行为的影响.结果表明,通过改变工艺参数,激光的加入改变了熔滴的受力状态从而改变了熔滴过渡模式和飞行轨迹.脉冲激光作用在熔滴缩颈处形成的蒸发反力可以有效促进熔滴过渡,得到"一脉一滴"的射滴过渡形式,提高熔滴过渡频率和熔滴过渡的稳定性,同时能够有效改善焊缝成形解决铝合金焊接射滴过渡工艺区间窄,对母材热输入高以及焊接过程稳定性差等问题. 展开更多

关键词 激光驱动 铝合金焊接 熔滴过渡 高速摄像

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基于脉冲激光的GMAW熔滴过渡解耦控制 被引量：2

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作者 肖珺 张广军 +1 位作者 陈树君 张浩 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期33-36,共4页

实现电流解耦的熔滴过渡,在足够低的焊接电流下仍能获得稳定的细颗粒或射滴过渡,将从根本上提升熔化极气体保护焊(GMAW)过程的稳定性和焊接质量.为此,文中提出了一种采用激光脉冲照射熔滴,利用蒸发反冲力驱动熔滴过渡的新方法.首先试验... 实现电流解耦的熔滴过渡,在足够低的焊接电流下仍能获得稳定的细颗粒或射滴过渡,将从根本上提升熔化极气体保护焊(GMAW)过程的稳定性和焊接质量.为此,文中提出了一种采用激光脉冲照射熔滴,利用蒸发反冲力驱动熔滴过渡的新方法.首先试验观测了光致蒸发现象,初步分析了激光蒸发反冲力的特征.进而观测分析了小电流下脉冲激光控制熔滴过渡的效果.结果表明,采用激光脉冲照射能够实现熔滴过渡与焊接电流的完全解耦,熔滴过渡随激光脉冲表现为一脉一滴的形式,熔滴飞行轨迹沿激光入射方向有一定偏转,但对焊缝成形无不良影响. 展开更多

关键词 熔化极气体保护焊 熔滴过渡 脉冲激光照射 蒸发反冲力

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基于多点柔性支撑的钛合金激光焊接变形控制 被引量：7

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作者 肖珺 雷一鼎 +2 位作者 陈树君 芦苇 何恩光 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期8-12,I0003,共6页

钛合金带筋壁板类T形结构常见于航空制造领域,其激光焊接工艺已经比较成熟.但是即便在激光高速焊接过程热输入已经很低,仍然会存在一定的焊后角变形.由于航空制造的高精度要求,需要施加额外的主动控制以最大限度减小此类角变形.文中提... 钛合金带筋壁板类T形结构常见于航空制造领域,其激光焊接工艺已经比较成熟.但是即便在激光高速焊接过程热输入已经很低,仍然会存在一定的焊后角变形.由于航空制造的高精度要求,需要施加额外的主动控制以最大限度减小此类角变形.文中提出并验证了基于可编程多点柔性支撑的主动变形控制方法.针对传统刚性装夹、预置应力不适应于弱刚性带筋壁板结构的问题,设计了一套以STM32单片机为主控,直线电动推杆为执行机构的多点柔性支撑装置.结果表明,可在焊接过程实时监测当前支撑位置的受力状态,并进行动态调节,从而达到有效抑制焊接角变形的效果. 展开更多

关键词 激光焊接 T形接头 变形控制 多点柔性支撑

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